Een wonderlijke liefdesgeschiedenis staat centraal in de derde speelfilm van videoclipkunstenaar Michel Gondry, die net als in zijn vorige film Eternal Sunshine of the Spotless Mind beschikt over twee goede acteurs die om elkaar heen dansen, maar nu moet werken met een minder sterk verhaal, waarvoor niet Charlie Kaufman, maar hijzelf verantwoordelijk is.
Het idee voor The Science of Sleep is voortgekomen uit een videoclip die Gondry maakte voor de Foo Fighters, waarin twee mensen elkaars dromen delen. De introverte Stéphane keert terug naar Parijs, de stad waar hij vandaan komt en waar zijn moeder ook nog steeds woont. Alles is nog hetzelfde als vroeger. Hij krijgt een baantje bij een bedrijf dat kalenders maakt. Met een map vol uitgewerkte, buitenissige tekeningen verschijnt Stéphane de eerste dag op zijn werk, waar hij te horen krijgt dat zijn artistieke inbreng nul komma nul zal zijn. Met tegenzin accepteert hij de baan en slijt hij zijn dagen met suf werk in het bijzijn van zijn seksistische collega Guy.
Zijn saaie leventje compenseert Stéphane dubbel en dwars met zijn dromen en verbeelding. Met prachtige sets verbeeldt Gondry de bizarre hersenspinsels van Stéphane die zich een eigen televisieshow ziet presenteren, door het water vliegt en zich op het werk met enorme handen van zijn dominante kant laat zien. In het echte leven verandert echter alles vanaf het moment dat hij zijn buurmeisje Stéphanie en haar vriendin Zoe ontmoet. Eerst valt hij voor de charmes van Zoe, maar al gauw herkent hij in Stéphanie een nog grotere dromer dan in zichzelf.
Met zn tweeën maken ze buitenissige avonturen mee en bedenken ze vreemde attributen zoals de één-seconde-teletijdmachine. De romance bekoelt echter als Stéphanie het niet meer ziet zitten, waarna hij er alles aan doet om haar weer terug te krijgen. De spanningsboog tussen beiden, twee mooie rollen van García Bernal en Charlotte Gainsbourg, moet de film overeind zien te houden, maar in die opzet slaagt Gondry nét niet. Met een dergelijke lengte had zijn derde speelfilm gestut moeten worden door meer steunbalken dan alleen de knipperlichtrelatie tussen Stéphane en Stéphanie.
Door deze wat magere basis staan ook de fantasierijke ideeën en wonderlijke sets meer op zichzelf dan in dienst van het verhaal, waardoor het de eenheid mist die voorganger Eternal Sunshine of the Spotless Mind twee jaar geleden juist tot een waar meesterwerk maakte. Als romanticus pur sang weet Michel Gondry dit deels autobiografische verhaal - hij filmde in het appartementencomplex waar hij zelf ooit woonde en schreef Stéphane als een alter ego dat net als hij voortdurend wordt afgewezen vanwege zijn onophoudelijke gedroom - toch naar een lief en waardig einde te brengen, zodat je hem het magere script al snel vergeeft.
